关键词 微流控芯片; 免疫分析; 心肌标志物; 检测方式; 即时诊断; 综述

　　1 引 言

　　急性心肌梗死(Acute myocardial infarction， AMI)、慢性心力衰竭和动脉粥样硬化等心血管疾病是严重危害人类健康的常见疾病。实现快速的早期诊断和有效治疗干预，对挽救心血管疾病患者的生命具有重要意义。随着临床检验技术的进展，心肌损伤的血液生化标志物，从以检测酶活力为主的肌酸激酶等酶学检验，发展到以检测蛋白质为主的多种心肌损伤标志物，诊断价值逐渐提高。目前，这些具有高度特异性和敏感性的心肌损伤标志物检测指标普遍应用于临床实验室诊断，为心血管疾病的临床准确诊断、鉴别诊断和判断治疗效果提供重要依据。

　　现阶段，针对心肌损伤标志物分析检测的主要方式是基于抗原抗体的免疫反应，其优势在于免疫分析具有较高的选择性和灵敏度，但常规方法也存在着检测时间周期长等局限。研究显示，AMI 发病3 h是挽救濒死心肌梗死病人的“黄金”时间，若发病6 h 后才得到救治， 死亡率将增加10%～12%[1]。至今，检测方法的局限性、基层医院的现状、糖尿病并发症以及患者的自我防护意识欠缺等因素是我国心血管疾病患者发病率居高不下的重要原因。因此，迫切需求发展建立适于快速、简便的高敏感性心肌损伤标志物的方法，为快速早期诊断和心肌梗塞等心血管疾病有效预防提供重要手段。

　　微流控芯片是近年发展起来的一种新兴技术，具有微尺度液体流动可控、低试剂消耗、分析速度快、多功能集成和高通量等独特优势，已经在生命科学的多个领域显示出应用前景，包括快速生物分析[2～6]，生化检验[7，8]，病原体检测[9]等。本文着重介绍近年来微流控芯片在心肌损伤标志物检测方面的应用进展，以期为重大疾病监测和快速医学检验提供一种重要潜在平台。

　　2 心肌标志物概述

　　心肌损伤标志物主要有心肌肌钙蛋白T(Troponin T， cTnT)、心肌肌钙蛋白I(Troponin I， cTnI)、肌红蛋白(Myoglobin， Myo)、肌酸激酶同工酶(Creatine kinase isoenzyme，CK-MB)、B 型尿钠肽(B-type natriuretic peptide， BNP)和超敏 C 反应蛋白(C-reactive protein， CRP)等。对于隐匿性的心血管疾病，血清中有关标志物的动态变化则具有特殊价值。心肌损伤的早期标志物主要有CRP、Myo和BNP， 在心肌损伤的早期即可出现异常增高。CRP是肝脏合成的一种急性时相反应蛋白，其异常增高反应动脉本身内在性炎症和组织损伤与AMI梗死面积的大小有关[10]。Myo在心肌细胞质含量丰富， AMI发作1～2 h后，心肌受到受损，Myo能够更加迅速地释放到血液循环中，其浓度在6～9 h后达到峰值，是AMI诊断的早期最灵敏的指标[11]。BNP是由心肌细胞合成的具有生物学活性的天然激素，主要在心室表达，当心肌细胞受到刺激，BNP快速合成并释放入血液中，在心力衰竭的早期诊断、监测病程进展等方面有重要的临床意义。

　　虽然CRP， Myo和BNP在心肌细胞损伤早期有较高的灵敏度，但三者在辅助心血管疾病诊断时缺乏特异性。CRP是血管炎症的标志物，在炎症、创伤和肿瘤浸润时其血清浓度都会显著升高。Myo同样存在于骨骼肌中，骨骼肌损伤、创伤、肾功能衰竭等疾病， 都可导致其升高。升高的血浆BNP浓度也并不一定由心力衰竭引起，某些心脏病、肾功能衰竭、肝硬化等也可使血浆BNP浓度升高。所以CRP、Myo和BNP对冠状动脉综合征、心力衰竭及AMI具有较重要的危险性预测和辅助诊断价值，但不具有确诊价值，还需要结合特异性高的心肌损伤标志物监测，如心肌酶谱中的CK-MB和心肌肌钙蛋白cTn。CK-MB主要存在于心肌中， 对判断心肌损伤具有高度特异性。正常人血清中CK-MB含量极少(低于总活性5%)， 当心肌受损时释放入血。AMI发病后3～8 h， CK-MB即开始升高， 在发病12～24 h达到峰值。在无AMI并发症情况下，CK-MB浓度3 d后恢复至正常，而在有AMI梗死的情况下， CK-MB浓度则一直保持高浓度值。CK-MB的检测，对判定AMI梗死发生的时间、面积、部位、梗死的扩展及有无心肌灌注均具有一定的价值[10]。心肌肌钙蛋白是存在于心肌内的蛋白质， 根据结构和功能不同可划分为3种亚型，即cTnT， cTnC和cTnI。其中 cTnT和cTnI只存在心肌组织中， 故在临床广泛用于检测心肌损伤。由于cTnI对心肌损伤的特异性极高， 且仅存在于心肌收缩蛋白的细肌丝上， 是心肌损伤的特异标志物， 一旦检测到cTnI， 即表明病人已出现不可逆的心肌损害，不会因骨骼肌或其它组织的损害而出现假阳性[9]。总体而言，联合检测心肌酶谱、Myo，cTnI及CRP对诊断心血管疾病、疗效观察及预后判断等将具有重要的临床价值， 能为临床医师及时抢救和诊治病人提供快捷有效的依据。

　　3 微流控芯片心肌标志物检测原理

　　目前，利用微流控芯片进行心肌标志物检测大多依赖芯片上的免疫分析原理，即将微流控芯片与常规的免疫分析方法相结合，通过芯片微尺度通道的流体控制和抗原抗体反应来完成快速的免疫反应。以芯片为载体的免疫分析具有试剂耗量少、分析时间短、易于集成、自动化等特点。目前，微流控免疫分析芯片材料主要以单晶硅片、玻璃、石英和有机聚合物材料及纸基材料等为主。根据作用介质的均一性，芯片免疫分析包括两种基本类型，均相免疫分析和非均相免疫分析。